Bakteriális konjugációs folyamat, szerkezet és tényezők



az bakteriális konjugáció a donor baktériumból származó genetikai anyag egy irányba történő átadása egy másik recipiensnek a két sejt közötti fizikai érintkezés útján. Ez a folyamat mind a baktériumokban reagálhat, mint azokban, amelyek nem reagálnak a Gram-foltra, és a streptomycetesben is..

A konjugáció ugyanazon faj vagy a különböző fajok baktériumai között fordulhat elő. A prokarióták és más királyságok tagjai (növények, gombák, állatok) között is előfordulhat..

Ahhoz, hogy a konjugációs folyamat bekövetkezzen, az érintett baktériumok egyikének, a donornak rendelkeznie kell a mobilizálható genetikai anyaggal, amelyet általában plazmidok vagy transzpozonok képviselnek..

A másik sejtnek, a receptornak nincs ilyen elemük. A legtöbb plazmid képes észlelni a hasonló plazmidokat nem tartalmazó potenciális receptor sejteket.

index

  • 1 Konjugáció és szexuális reprodukció
  • 2 A folyamatba beavatkozó struktúrák és tényezők
    • 2.1. Sex Pili
    • 2.2 Konjugatív elemek
  • 3 Folyamat
  • 4 Alkalmazások
  • 5 Referenciák

Konjugáció és szexuális reprodukció

A baktériumok nem rendelkeznek az eukariótákhoz hasonló genetikai anyaggal. Ezek a szervezetek nem mutatnak szexuális reprodukciót, mert nem mutatnak redukciós divíziót (meiosis), hogy életük során bármikor gamétákat képezzenek..

A genetikai anyaguk (szexualitás lényege) rekombinációjának elérése érdekében a baktériumoknak három mechanizmusa van: transzformáció, konjugáció és transzdukció.

A bakteriális konjugáció tehát nem a szexuális reprodukció folyamata. Ez utóbbi esetben az ilyen típusú szaporodás bakteriális változatának tekinthető, mert valamilyen genetikai cserét tartalmaz.

A folyamatba beavatkozó struktúrák és tényezők

Szex pili

Pili F-nek is nevezik, szálas struktúrák, amelyek sokkal rövidebbek és vékonyabbak, mint egy üreges középpontban összefonódó fehérje alegységek által alkotott flagellum. Funkciója két sejt érintkezése a konjugáció során.

Az is lehetséges, hogy a konjugatív elemet átvisszük a befogadó cellába a szexi pili központi lyukán keresztül.

Konjugatív elemek

A genetikai anyag a bakteriális konjugációs folyamat során kerül átadásra. Más jellegű lehet, köztük:

Extrakromoszomális DNS-részecskék (F tényező)

Ezek a részecskék epizómák, azaz a bakteriális kromoszómába integrálódó plazmidok egy homológ rekombinációval. Jellemzőjük, hogy körülbelül 100 kb hosszúságúak, valamint saját replikációs és transzmissziós eredetük van.

Az F faktort hordozó sejteket hím sejteknek vagy F + sejteknek nevezik, míg a női sejtek (F-) nem rendelkeznek ezzel a tényezővel. Miután a konjugáció megtörtént, az F-baktériumok F + -okká válnak, és ilyen módon működhetnek.

Kromoszóma szálak

Homológ rekombináció esetén az F faktor a bakteriális kromoszómához kötődik; ilyen esetekben F 'faktornak nevezzük, és a rekombinált DNS-t hordozó sejteket Hfr-nek nevezik, az angol nyelvű rövidítésekkel a rekombináció magas frekvenciájával..

A Hfr-baktérium és az F-baktérium közötti konjugálás során az első a DNS második szálához viszonyul, amelyet az F-faktorral rekombináltak, ebben az esetben a receptor-sejt Hfr-sejtvé válik.

Egy baktériumban csak egy F-faktor lehet, vagy extrakromoszomális (F), vagy rekombinálva a bakteriális kromoszómához (F ')..

plazmidok

Egyes szerzők a plazmidokat és az F faktorokat együttesen tekintik, és más szerzők külön-külön kezelik őket. Mindkettő extrakromoszómális genetikai részecskék, de az F faktortól eltérően a plazmidok nem integrálódnak a kromoszómákba. Ezek azok a genetikai elemek, amelyek a konjugációs folyamat során többnyire továbbítódnak.

A plazmidok két részből állnak, egy ellenállás-transzfertényezőből, amely felelős a plazmid átadásáért és egy másik, több gén által alkotott részből, amelyek a különböző anyagokkal szembeni ellenállást kódoló információt tartalmaznak..

Ezen gének némelyike ​​a plazmidból a másikba migrálhat ugyanabból a sejtből, vagy egy plazmidból a bakteriális kromoszómába. Ezeket a struktúrákat transzpozonoknak nevezik.

Egyes szerzők szerint a baktériumok előnyös plazmidjai valóban endoszimbiotikusak, míg mások ellenkezőleg, bakteriális endoparaziták lehetnek..

folyamat

A donor sejtek létrehozzák a nemi pilit. Az F-részecskék vagy a csak ezekben a baktériumokban jelen lévő plazmidok tartalmazzák a genetikai információt, amely kódolja a pilit képződő fehérjék előállítását. Ennek köszönhetően csak az F + sejtek mutatják be ezeket a struktúrákat.

A szex pili elsődlegesen lehetővé teszi, hogy a donorsejtek a befogadó sejtekhez kapcsolódjanak, majd együtt maradjanak.

Az átadás megkezdéséhez a DNS-szál két szálát el kell különíteni. Először egy vágás történik az egyik szál átviteli eredetének (oriT) nevezett régiójában. A relaxáz enzim teszi ezt a vágást úgy, hogy egy helikáz enzim megkezdi a két lánc elválasztásának folyamatát.

Az enzim egyedül vagy több különböző fehérjével komplexet képezhet. Ez a komplex relaxosoma néven ismert.

Közvetlenül a láncok szétválasztása megkezdi az egyik szál átadását, amely csak akkor ér véget, ha az egész szál áthalad a fogadó sejtre, vagy ha a két baktérium elkülönül.

Az átviteli folyamat befejezéséhez mind a sejtek, mind a recipiens és a donor szintetizálja a komplementer szálat, és a lánc újra körkörösvé válik. Végső termékként mindkét baktérium most már F +, és az F-baktériumok donorjai lehetnek-.

A plazmidok azok a genetikai elemek, amelyeket a leggyakrabban ilyen módon továbbítanak. A konjugáció képessége attól függ, hogy a baktériumban van-e olyan konjugatív plazmid, amely az ilyen eljáráshoz szükséges genetikai információt tartalmazza..

alkalmazások

A konjugációt a géntechnológiában használják, mint a genetikai anyag különböző rendeltetési helyekre történő átvitelének eszközét. A baktériumok genetikai anyagának különböző eukarióta sejtekbe és prokarióta receptorokba, valamint emlősökből izolált mitokondriumokba történő átvitelét szolgálja..

A baktériumok egyik nemzetsége, amelyet a leghatékonyabban használnak fel az ilyen típusú transzfer eléréséhez Agrobacterium, amelyet önmagában vagy a dohány mozaik vírussal együtt alkalmaztak.

A géntechnológiával átalakított fajok között Agrobacterium Vannak élesztők, gombák, egyéb baktériumok, algák és állati sejtek.

referenciák

  1. E. W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Mikrobiológiai. 2. kiadás. Holt, Rinehart és Winston.
  2. C.Lira. Agrobacterium. Az emelőben. A lifeder.com webhelyről helyreállították.
  3. Bakteriális konjugáció. Wikipédiában. A (z) en.wikipedia.org webhelyről származik.
  4. R. Carpa (2010). Genetikai rekombináció baktériumokban: az élő szervezetekben a szexualitás kezdetének horizontja. Elba Bioflux.
  5. Prokarióta konjugáció. Wikipédiában. A (z) es.wikipedia.org webhelyről származik.
  6. L. S. Frost és G. Koraimann (2010). A bakteriális konjugáció szabályozása: kiegyensúlyozási lehetőség a károkkal. Jövő mikrobiológia.
  7. E. Hogg (2005). Alapvető mikrobiológia. John Wiley & Sons Ltd.